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ÖSTERREICH JOURNAL NR. <strong>209</strong> / 21. 12. 2023 Wissenschaft & Technik Wie die Mega-Flut vorhersagbar wird 154 Wenn man Überflutungen nur auf Basis lokaler Daten vorhersagt, erlebt man immer wieder unliebsame Überraschungen. Eine neue Methode erlaubt, die Vorhersage deutlich zu verbessern – mit internationalen Daten hydrologisch ähnlicher Gebiete. Womit ist im schlimmsten Fall zu rechnen? In Regionen, in denen es manchmal zu Überflutungen kommt, ist das eine wichtige Frage: Auf welche Extremereignis - se müssen die Schutzmaßnahmen ausgelegt werden? Oft wirft man dafür einfach einen Blick in die Geschichte: Man nimmt die schlimmsten Hochwasserereignisse der vergangenen Jahrzehnte oder Jahrhunderte und betrachtet sie als realistische Obergrenze für das, was in Zukunft zu erwarten ist. Das kann aber irreführend sein, wie sogenannte „Mega-Fluten“ in den letzten Jahren zeigten. Immer wieder kommt es zu extremen Hochwasserereignissen, zu außergewöhnli - chen Sonderfällen, die auf Basis lokaler Daten nicht für möglich gehalten wurden. Ein großes Forschungsprojekt, durchgeführt unter der Leitung der TU Wien konnte nun aber zeigen: Wenn man den ganzen eu - ropäischen Kontinent im Blick hat, dann sind diese lokalen Überraschungen überhaupt nicht mehr überraschend. Läßt man Daten über andere Regionen mit ähnlichen hydrologischen Bedingungen mit einfließen, wird das Ausmaß dieser „Mega-Fluten“ plötzlich vorhersagbar. Das hat drastische Auswirkungen auf die Art, wie Hochwasserschutz di– mensioniert werden muß. Die Ergebnisse wur - den nun im Fachjournal „Nature Geoscience“ präsentiert. Foto: https://pixabay.com/de/users/distelapparath-2726923/ In einem aufwendigen Forschungsprojekt wurden nun Daten von mehr als 8000 Meßstationen in ganz Eu ropa aus den Jahren 1810 bis 2021 ausgewertet. Die simple Extrapolation von Wahrscheinlichkeiten 2021 kam es zu einer verheerenden Flutkatastrophe in Deutschland und Belgien, bei der über 220 Menschen starben. Mit einem Ereignis dieser Größenordnung hatte man nicht gerechnet. „Das Ausmaß solcher Me - ga-Fluten vorherzusagen, ist sehr schwer“, sagt Prof. Günter Blöschl vom Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie der TU Wien, der das Projekt leitete. Bisher war die übliche Strategie, bisherige Hochwasserereignisse der Region statistisch zu untersuchen: Es gibt eine hohe Wahrscheinlichkeit für kleiner Überschwemmungen, eine niedrigere Wahrscheinlichkeit für große Überschwemmungen. Daraus kann man versuchen, die Wahrscheinlichkeit für noch größere Überschwemmungen zu extrapolieren. Doch wie sich nun zeigte, gibt es eine deutlich bessere Strategie: In einem aufwendigen Forschungsprojekt wurden nun Daten von mehr als 8000 Meßstationen in ganz Eu - ropa aus den Jahren 1810 bis 2021 ausgewertet. „Der entscheidende Schritt war, für die Analyse bestimmter Flußgebiete auch Daten aus anderen, ähnlichen Flußgebieten mit einfließen zu lassen“, erklärt Miriam Ber tola (Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie, TU Wien), die Erstautorin der ak - tuellen Publikation: „Jedem hydrologischen Einzugsgebiet lassen sich andere Einzugsgebiete zuordnen, die klimatisch und hydrologisch ähnliche Parameter aufweisen.“ »Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at Aus der Überraschung wird Erwartbares Wenn man nun die historischen Hochwasserdaten all dieser Gebiete gleichzeitig betrachtet, dann wird plötzlich eine Struktur sichtbar: Man kann dann eine Obergrenze bestimmen, die das Maximum der Hochwasserereignisse angibt – und selbst sogenannte „Mega-Fluten“ liegen unter oder knapp an dieser Obergrenze. Durch die Verwendung einer größeren Datenmenge wird somit aus einem statistischen Ausreißer etwas Erwartbares. Das Forschungsteam konnte zeigen, daß auf diese Weise auch Flutkatastrophen wie jene im Jahr 2021 im Rheingebiet vorhersagbar gewesen wäre – auch sie lag eigentlich im erwartbaren Bereich, wenn man andere Daten miteinbezieht. Internationaler Blick für bessere Hochwasservorsorge „Wichtig ist, daß man dabei nicht unbedingt nur geographisch benachbarte Gebiete berücksichtigt, sondern Gebiete mit ähnlichen Bedingungen – die können sich auch weiter entfernt befinden“, betont Günter Blöschl. „Es ist daher von entscheidender Bedeutung, über die nationale Bewertung des Hochwasserrisikos hinauszugehen und In - formationen über Mega-Fluten länder- und kontinentübergreifend auszutauschen, um den Überraschungsfaktor ihres Auftretens zu verringern und Menschenleben zu retten.“n https://www.tuwien.at/
ÖSTERREICH JOURNAL NR. <strong>209</strong> / 21. 12. 2023 Wissenschaft & Technik Durchbruch im Verständnis der genetischen Basis von Immunreaktionen Studie kann Entwicklung neuer Therapien gegen Krankheiten wie Krebs beschleunigen Ein US-Forschungsteam unter maßgeblicher Beteiligung der MedUni Wien hat Gladstone Institutes als ein Erstautor maß- während seines Postdoc-Aufenthalts an den die molekularen Strukturen menschlicher T- Zellen untersucht und so eine noch nie dagewesene detaillierte Beschreibung der Funktionsweise des Immunsystems erstellt. Die jetzt im Top-Journal „Nature“ veröffentlichten Ergebnisse könnten dazu beitragen, die Grenzen der heutigen Immuntherapien zu überwinden und neue Ansatzpunkte zur geblich an der Studie beteilitgt war. „Diese Forschungsarbeit gibt tiefe Einblicke in die genetische Basis der Immunzellenfunktionen“, sagt Schmidt. „Wir können jetzt T-Zellen mit Nukleotidauflösung scannen und so Blaupausen für die Entwicklung von Medikamenten, Diagnostik und weitere wissenschaftliche Bemühungen erstellen.“ künftigen Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten wie Autoimmunerkrankungen oder Krebs zu finden. Als ein Erstautor der Studie fungierte Ralf Schmidt von der Med Uni Wien. Bei ihren Forschungen sind die WissenschafterInnen tief in die DNA von T-Zellen vorgedrungen. Dabei haben sie bestimmte Nu kleotide – die grundlegenden Einheiten der genetischen Information in der DNA – Als ein Erstautor der Studie fungierte Noch genauere Einblicke dank neuer Technologie T-Zellen spielen eine zentrale Rolle bei der Immunantwort und -regulierung, was sie für WissenschafterInnen, die komplexe Er - krankungen wie Krebs oder Immunstörungen erforschen wollen, besonders interessant macht. In den vergangenen zehn Jahren wur - de die Gen-Editierungstechnologie CRISPR ausfindig gemacht, die beeinflussen, wie Im - Ralf Schmidt vom Klinischen Institut eingesetzt, um zu untersuchen, wie primäre für Labormedizin der MedUni Wien munzellen auf Reize reagieren. Insgesamt Immunzellen funktionieren. Für diese Studie untersuchten sie mehr als 100.000 solcher Bestandteile in fast 400 Genen, die wesentliche Funktionen menschlicher T-Zellen steuern. Nukleotide dienen als Code für den Aufbau von Proteinen in Zellen. Durch die Identifizierung dieser spezifischen DNA-Einheiten von Immuntherapien u. a. gegen Krebs, Au - toimmun- und Infektionserkrankungen helfen. „Da die Studie mit primären T-Zellen durchgeführt wurde, die von menschlichen Blutspender:innen stammen, sind die Ergebnisse von großer klinischer Relevanz“, be - ging das Team noch einen Schritt weiter und nutzte eine neuere CRISPR-basierte Technologie, das so genannte Base Editing, um noch präzisere Änderungen an Hunderten bis Tausenden von DNA-Stellen in einzelnen Genen vorzunehmen und so ein noch nuancierteres haben die WissenschafterInnen nun Klar- heit über die genauen Bereiche in den Proteinen, die für die Gesundheit wichtige Immunreaktionen kontrollieren. Somit weisen die Stu dien auf jene Stellen im Immunsystem hin, auf die künftige immunmodulierende Medikamente abzielen können. tont Ralf Schmidt vom Klinischen Institut für Labormedizin der MedUni Wien, der Bild mit hoher Auflösung zu zeichnen. https://www.meduniwien.ac.at/ n Blaupausen für neue Entwicklungen „Wir haben erstaunlich präzise und informative Karten von DNA-Sequenzen und Proteinabschnitten erstellt, die die menschlichen Immunreaktionen steuern“, sagt Studienleiter Alex Marson von den Gladstone In - stitutes in San Francisco, California. „Unsere kartierten Stellen geben Aufschluß über Mu - tationen, die bei PatientInnen mit Immunstörungen auftreten. Der enorme genetische Datensatz kann, so die Einschätzung des For - schungsteams, künftig bei der Entwicklung © Pixabay/TheDigitalArtist Foto: Gladstone/Steinhart Zach »Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at 155
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